每日算法 -【Swift 算法】字符串转整数算法题详解：myAtoi 实现与正则表达式对比

Swift 字符串转整数算法题详解：myAtoi 实现与正则表达式对比

🧩 题目背景

LeetCode 上的经典算法题 8. String to Integer (atoi) 是一道考察字符串解析与边界处理的题目。这道题虽看似简单，但处理细节相当复杂。我们将使用 Swift 语言实现一个 myAtoi 函数，并分析其实现逻辑，同时引入正则表达式方式作对比，加深理解。

---

📋 题目要求

实现 myAtoi(_ s: String) -> Int，将字符串转换为 32 位有符号整数，规则如下：

1. 忽略前导空格。
2. 处理正负号：若下一个字符是 + 或 -，记录符号。
3. 解析数字：从当前位置开始，读取所有连续数字字符。
4. 丢弃无效部分：遇到非数字字符即停止。
5. 边界截断：如果数字超出 Int32 范围，需截断为 Int32.max 或 Int32.min。
6. 返回最终结果。

---

🛠 原始实现（手动解析法）

func myAtoi(_ s: String) -> Int {let chars = Array(s)var i = 0let n = chars.countvar sign = 1var result = 0// 1. 跳过前导空格while i < n && chars[i] == " " {i += 1}// 2. 处理符号if i < n && (chars[i] == "-" || chars[i] == "+") {sign = chars[i] == "-" ? -1 : 1i += 1}// 3. 解析数字// while i < n && ("0" <= chars[i] && chars[i] <= "9") { 或while i < n, let digit = chars[i].wholeNumberValue {// 溢出检测if result > (Int(Int32.max) - digit) / 10 {return sign == 1 ? Int(Int32.max) : Int(Int32.min)}result = result * 10 + digiti += 1}return result * sign
}

---

🔍 分步注释说明

• chars[i].wholeNumberValue：安全判断字符是否为数字。
• 溢出判断用 (Int32.max - digit) / 10 是防止越界的关键。
• 全过程不依赖标准库的数字转换函数，便于掌控每一步。

---

⚡ 使用正则表达式实现（更简洁）

func myAtoiWithRegex(_ s: String) -> Int {let pattern = #"^\\s*([+-]?\\d+)"#if let match = s.range(of: pattern, options: .regularExpression) {let numberStr = String(s[match])let num = Int64(numberStr.trimmingCharacters(in: .whitespaces)) ?? 0if num < Int64(Int32.min) {return Int(Int32.min)} else if num > Int64(Int32.max) {return Int(Int32.max)} else {return Int(num)}}return 0
}

✅ 正则说明

^\\s*        // 匹配前导空格
[+-]?        // 匹配可选符号
\\d+         // 匹配一个或多个数字

正则版本简洁明了，适合快速提取符合格式的数值，但失去对每一步细节的掌控，不能做过细的错误处理和越界防护（比如字符级别的回退分析）。

---

🤔 小结：手写 vs 正则

方式	优点	缺点
手动解析法	精准控制流程，逐步处理更安全	实现稍繁琐
正则表达式	代码更短，语义清晰	灵活性较低，越界控制需额外处理

---

🚀 拓展

• 可以拓展为解析浮点数（myAtof）或科学记数法（如 1.2e3）
• 借助正则表达式快速实现原型，适合处理用户输入、日志、文本分析

---

📚 参考

• LeetCode 题解：https://leetcode.com/problems/string-to-integer-atoi/
• Swift 字符处理：https://developer.apple.com/documentation/swift/string
• 正则测试工具：https://regex101.com

---

👨‍🏫 下边给出浮点数&科学记数法代码自取

练习题 1：myAtof —— 字符串转浮点数（小数）

func myAtof(_ s: String) -> Double {let pattern = #"^\s*([+-]?((\d+(\.\d*)?)|(\.\d+)))"#let maxDouble = Double.greatestFiniteMagnitudelet minDouble = -Double.greatestFiniteMagnitudeif let match = s.range(of: pattern, options: .regularExpression) {let numberStr = String(s[match]).trimmingCharacters(in: .whitespaces)if let value = Double(numberStr) {if value > maxDouble {return maxDouble} else if value < minDouble {return minDouble} else {return value}}}return 0.0
}/** 	•	^\s*：匹配开头和任意空格。•	[+-]?：可选的正负号。•	((\d+(\.\d*)?)|(\.\d+))：两种小数形式：•	123.456 或 123.（有整数部分，可有小数）•	.456（无整数部分，必须有小数）*/

练习题 2：mySciToDouble —— 解析科学计数法字符串

func mySciToDouble(_ s: String) -> Double {let maxDouble = Double.greatestFiniteMagnitudelet minDouble = -Double.greatestFiniteMagnitude// 正则：提取科学计数法格式（e 或 E 可选正负号和数字）let pattern = #"^\s*([+-]?((\d+(\.\d*)?)|(\.\d+))([eE][+-]?\d+)?)"#if let match = s.range(of: pattern, options: .regularExpression) {let numberStr = String(s[match]).trimmingCharacters(in: .whitespaces)if let value = Double(numberStr) {if value > maxDouble {return maxDouble} else if value < minDouble {return minDouble} else {return value}}}return 0.0
}
/** 	•	^\s*：匹配开头和任意空格。•	[+-]?：可选的正负号。•	(\d+(\.\d*)?) 整数 + 小数点（如 123.45）•	` (.\d+)`•	[eE][+-]?\d+ 可选科学记数法*/